capítulo v luminárias a led na iluminação pública ... · na arquitetura, para iluminação...

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40 Apoio Sistemas de iluminação As luminárias a Led para iluminação pública (IP) já estão em uso em muitas cidades da Europa e da América do Norte. Projetos com investimentos de milhões de dólares têm sido feitos para mudar a iluminação tradicional com lâmpadas de descarga por luminárias a Leds, trazendo benefícios, como melhor qualidade na cor da luz para a população, além da almejada economia de energia elétrica com a redução do consumo. No Brasil, o uso ainda é tímido. Alguns órgãos públicos, como o Departamento de Estradas de Rodagem (DER) de São Paulo têm instalado protótipos para avaliar suas vantagens e funcionamento em condições ambientais. Sem dúvida, as luminárias públicas a Led Por Roberto Sales* Capítulo V Luminárias a Led na iluminação pública: características técnicas e viabilidade econômica chegaram para ficar e trazem muitas vantagens técnicas em relação às luminárias tradicionais. No entanto, como ainda é uma tecnologia nova, para um projeto a Led ser implantado são necessárias análises técnica e econômica para viabilizar o retorno do investimento na forma de recurso financeiro e/ou benefícios para a população. Características técnicas e comparação com luminárias tradicionais A Tabela 1 mostra algumas características técnicas das luminárias a Led comparadas com as luminárias tradicionais que utilizam lâmpadas de descarga a vapor de sódio de alta pressão (VSAP) e lâmpadas a vapor de mercúrio (VM), sendo descritas cada uma delas. Fonte: autor TABELA 1- COMPARAÇÃO ENTRE LUMINÁRIAS TRADICIONAIS E LUMINÁRIAS A LED DESCRIÇÃO 1. Tecnologia 2. Rendimento (lm/W) 3. Índice de Reprodução de Cor (IRC) 4. Tempo de vida úitl (h) 5. Potência para iluminar 6. Intervalo de manutenção (ano) 7. Vida útil da luminária (ano) 8. Controle de cor e potência 9. Utiliza mercúrio LUMINÁRIAS TRADICIONAIS VSAP VM Consolidada – máximo desenvolvimento 140 100 25 80 24.000 18.000 1 >1 4 12 anos Não Não sim sim LUMINÁRIAS A LED Em início de desenvolvimento 90* >70 50.000 – 100.000 <1 >6** Mínimo de 12** Sim Não *Já estão disponíveis no mercado brasileiro Leds com rendimento de 160 lm/W. Em breve serão lançados Leds com 206 lm/W. **Não existem dados confirmando este tempo. Estimativas apontam para maior tempo.

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As luminárias a Led para iluminação pública

(IP) já estão em uso em muitas cidades da Europa e

da América do Norte. Projetos com investimentos

de milhões de dólares têm sido feitos para mudar a

iluminação tradicional com lâmpadas de descarga por

luminárias a Leds, trazendo benefícios, como melhor

qualidade na cor da luz para a população, além da

almejada economia de energia elétrica com a redução

do consumo.

No Brasil, o uso ainda é tímido. Alguns órgãos

públicos, como o Departamento de Estradas de Rodagem

(DER) de São Paulo têm instalado protótipos para

avaliar suas vantagens e funcionamento em condições

ambientais. Sem dúvida, as luminárias públicas a Led

Por Roberto Sales*

Capítulo V

Luminárias a Led na iluminação pública: características técnicas e viabilidade econômica

chegaram para ficar e trazem muitas vantagens técnicas

em relação às luminárias tradicionais. No entanto, como

ainda é uma tecnologia nova, para um projeto a Led ser

implantado são necessárias análises técnica e econômica

para viabilizar o retorno do investimento na forma de

recurso financeiro e/ou benefícios para a população.

Características técnicas e comparação com luminárias tradicionais

A Tabela 1 mostra algumas características técnicas

das luminárias a Led comparadas com as luminárias

tradicionais que utilizam lâmpadas de descarga a vapor

de sódio de alta pressão (VSAP) e lâmpadas a vapor de

mercúrio (VM), sendo descritas cada uma delas.

Fonte: autor

Tabela 1- Comparação enTre luminárias TradiCionais e luminárias a led

Descrição

1. Tecnologia

2. Rendimento (lm/W)

3. Índice de Reprodução de Cor (IRC)

4. Tempo de vida úitl (h)

5. Potência para iluminar

6. Intervalo de manutenção (ano)

7. Vida útil da luminária (ano)

8. Controle de cor e potência

9. Utiliza mercúrio

Luminárias traDicionais

VSAP VM

Consolidada – máximo desenvolvimento

140 100

25 80

24.000 18.000

1 >1

4

12 anos

Não Não

sim sim

Luminárias a LeD

Em início de desenvolvimento

90*

>70

50.000 – 100.000

<1

>6**

Mínimo de 12**

Sim

Não *Já estão disponíveis no mercado brasileiro Leds com rendimento de 160 lm/W. Em breve serão lançados Leds com 206 lm/W.**Não existem dados confirmando este tempo. Estimativas apontam para maior tempo.

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Tecnologia

No tocante ao aspecto tecnológico, as luminárias tradicionais

estão no apogeu do seu desenvolvimento e pouco tem sido

acrescido nos últimos anos à sua eficiência energética ou tecnologia.

Quanto às luminárias a Led, estas estão apenas no início de seu

desenvolvimento tecnológico. Com o desenvolvimento dos Leds

azuis, nos anos 1990, e o aumento da emissão de luz para a ordem

de dezenas de lumens por watt, os Leds passaram a ser utilizados

na arquitetura, para iluminação interior e exterior, e atualmente

estão ganhando espaço na iluminação pública (IP).

Rendimento

O rendimento das lâmpadas tradicionais a descarga utilizadas

na IP no Brasil alcança no máximo 140 lúmens por watt (lm/W) para

as lâmpadas a vapor de sódio de alta pressão (VSAP), dependendo

da potência. As luminárias a Led são atualmente fabricadas com

Leds, cujo rendimento é de 90 lm/W, sendo que já estão disponíveis

no mercado Leds com rendimento de 160 lm/W.

Adicionalmente, as lâmpadas VM e Leds, por emitirem luz com

menor comprimento de onda que as VSAP, alcançam no período

noturno, até 36% mais rendimento luminoso que as de sódio, devido

à visão humana ter sua curva de sensibilidade à luz deslocada da

região escotópica ou diurna (com maior comprimento de onda de

luz) para a região mesópica ou noturna (com menor comprimento

de onda de luz).

Índice de reprodução de cor (IRC)

Este índice indica a aparência da cor da luz, sendo sua escala

de medida variando de 0 a 100. A lâmpada incandescente é a

referência para comparação com outras fontes de luz, apresentando

IRC de 100, que proporciona máxima fidelidade na reprodução

das cores dos objetos iluminados. A lâmpada VSAP possui índice

IRC baixo, em torno de 25, sendo a cor da sua luz amarelada.

Os objetos iluminados por esta lâmpada não são vistos com suas

cores originais, mais com tom amarelo e seus detalhes são menos

reproduzidos.

Os Leds de alta potência têm IRC acima de 70, comparável

às lâmpadas a vapor de mercúrio, proporcionando alta qualidade

de iluminação, reproduzindo melhor as cores e os detalhes dos

objetos iluminados.

Tempo de vida útil

A vida útil das lâmpadas tradicionais esta associado à sua

tecnologia de construção. As lâmpadas de maior tempo de vida útil

são as de VSAP, que alcançam até 32.000 horas para as de potência

de 1.000 W, as de potência de 400 W que são as mais utilizadas na

IP atingem 24.000 horas. As lâmpadas de VM duram 18.000 horas

e os Leds têm vida útil mínima de 50.000 horas, podendo atingir

100.000 horas. Esta variação no tempo de vida útil dos Leds está

relacionada à temperatura de junção. Os catálogos dos fabricantes

de Leds apresentam as características técnicas para temperatura

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de junção de 25 °C, temperaturas acima deste valor reduzem seu

tempo de vida útil e o fluxo luminoso emitido. De outra forma,

quanto menor a temperatura de junção maior será sua vida útil e

seu fluxo luminoso.

Os Leds, quando em funcionamento, produzem muito calor,

sendo obrigatória a utilização de dissipador de calor para evitar

que a temperatura de junção atinja valores acima de 125 °C ou

ocorrerão danos permanentes, inutilizando o Led. Dependendo

da temperatura atingida durante seu funcionamento, a vida útil do

Led pode ser até menor que das lâmpadas tradicionais. Assim, para

elevar ao máximo o tempo de vida útil dos Leds, é extremamente

importante realizar uma boa dissipação térmica, procurando

manter a temperatura da junção o mais próxima possível de 25 °C.

Devido a isso, a luminária a Led deve ser capaz de dissipar o calor

gerado nos Leds para o ambiente externo de forma eficaz.

É importante observar que a dissipação de calor é influenciada

pela temperatura ambiente e pela circulação do ar na luminária. Um

projeto para uso de luminárias a Led deve levar em consideração as

variações de temperatura do ambiente. Em síntese, a vida útil dos

Leds está relacionada à capacidade de a luminária dissipar para

o meio ambiente o calor gerado na junção do Led. Um problema

que o usuário enfrenta é o de não ter como verificar a temperatura

na junção do Led, de outra forma, também não é informado

pelos fabricantes, nos catálogos ou nas luminárias dados sobre as

variações de temperatura a que estas podem ser submetidas sem

que a vida útil do Led seja reduzida.

Existem lâmpadas a Led para IP, cujo uso é para substituição

direta das lâmpadas tradicionais, mantendo a mesma luminária. No

entanto, assim como nas luminárias a Led para IP, estas lâmpadas a

Led não trazem a informação das condições de trabalho e variações

de temperatura a que podem ser submetidas sem perda de vida

útil. A substituição direta deve obrigatoriamente garantir que a

luminária não prejudique a dissipação de calor do Led.

Potência para iluminar

As luminárias a Led necessitam de menor demanda de energia

para iluminar mesmas áreas que as luminárias tradicionais, tendo

a vantagem de promover uma distribuição mais homogênea

da luz. Em média, a redução no consumo de energia é de 50%.

Luminárias tradicionais VSAP de 250 W podem ser substituídas por

luminárias a Led de 112 W, dependendo do fabricante, sendo a

redução de potência de 59%. Dessa forma, durante sua vida útil,

são economizados 6.900 kWh. Considerando que o parque de IP

do Brasil é composto por 15 milhões de luminárias tradicionais

– em que 62,93% são VSAP e 31,84% são VM –, há um enorme

potencial para economia de energia com o uso de luminárias a Led.

Intervalo de manutenção

Das lâmpadas de descarga mais utilizadas na IP, as VSAP de

400 W são as que têm maior vida útil, 24.000 horas, alcançando

seis anos de funcionamento. Algumas cidades realizam a troca das

lâmpadas em intervalo de manutenção de quatro anos para evitar

a queima e o blecaute na iluminação. Para as luminárias a led, a

vida útil é estimada no mínimo em 50.000 horas, correspondendo

a aproximadamente 12,5 anos para uma utilização média de 11

horas por dia.

A utilização de luminárias a Led proporciona que o intervalo

entre as manutenções seja maior, possibilitando a redução do custo

com mão de obra e equipamentos de manutenção.

Vida útil da luminária

A vida útil das luminárias tradicionais está relacionada à

depreciação causada pela luz ultravioleta (UV) emitida, principalmente,

pela lâmpada, por fatores ambientais e ataque de insetos atraídos pela

luz UV. A Eletrobras informa que as luminárias tradicionais fechadas

têm vida útil de 20 anos, no entanto, estas luminárias devem ser

substituídas a cada 12 anos, pois após esse tempo seu rendimento cai

abaixo de 70% do fluxo luminoso inicial, valor mínimo aceitável para

rendimento das luminárias públicas, não sendo possível mesmo com

manutenção adequada a recuperar o rendimento.

As luminárias a Led têm estimativa de vida útil maior que 12

anos devido a não emitirem UV e não atrair insetos, sendo sua

depreciação menor que das luminárias tradicionais. Contudo, esse

tempo não esta confirmado pelo fato de as primeiras instalações

terem poucos anos de utilização.

Controle de cor e potência

As luminárias tradicionais necessitam de reatores que forneçam

e controlem a corrente na lâmpada, no entanto, não permitem

nenhum tipo de controle sobre ela. Alguns modelos de reatores

eletrônicos estão sendo testados visando a proporcionar controle

de potência das lâmpadas. Essa tecnologia é nova e cara, não

sendo ainda difundida e utilizada na IP. O futuro da IP está no

gerenciamento remoto que proporcionará controle da iluminação

de áreas conforme a necessidade, ligando e desligando as

luminárias, aumentando ou reduzindo o nível de iluminamento

e alterando a cor da luz emitida, conferindo maior conforto ao

público e favorecendo também a arquitetura ou conforme a

utilização do ambiente. As luminárias a Leds, por utilizarem fontes

de alimentação eletrônica, podem realizar essas funções.

Utilização de mercúrio

A redução do impacto no meio ambiente é outra vantagem

dos Leds. As lâmpadas de descarga utilizam em sua composição

o mercúrio, produto químico tóxico. Se forem manuseadas e

descartadas de maneira incorreta poluem o meio ambiente e

contaminam o ser humano. As luminárias a Leds não oferecem este

risco por não utilizarem o mercúrio na sua composição.

Custos associados aos sistemas de iluminação pública

Em um sistema de iluminação pública pode-se destacar três

custos que devem ser considerados para a realização de um

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projeto: o custo com as luminárias, com o consumo de energia

elétrica, commão de obra e equipamento para a manutenção.

A simulação do impacto destes custos, para a tecnologia

tradicional e de Led, é feita para a cidade de Curitiba (PR), que

tem 131.206 luminárias públicas que utilizam as tecnologias

VSAP e VM. Neste estudo, todas as luminárias da cidade serão

consideradas de VSAP com vida útil de 24.000 horas. A potência

das luminárias tradicionais e reatores são mostrados na Tabela 2

com suas respectivas luminárias Leds equivalentes.

A Tabela 3 mostra o custo do investimento inicial para a

implantação de um sistema com luminárias tradicionais e Leds,

havendo re-investimento ao fim de cada período de vida útil

das luminárias. Pode-se ver que são necessários investimentos

de R$ 31,12 milhões e R$ 179,82 milhões para cada sistema

respectivamente. A diferença de investimento entre os dois sistemas

é de R$ 148,70 milhões, sendo o custo do sistema a Led 478% mais

Luminária traDicionaL Luminária LeD equivaLente(mm)

Potência (W)

70

100

150

250

400

reator (W)

14

17

25

27

40

Lúmens

5.600

9.500

14.000

26.000

48.000

Potência (W)

28

61

61

92

123

Lúmens

2.100

5.560

5.560

8.340

11.120

Tabela 2 – equivalênCia enTre as luminárias TradiCionais e leds para CuriTiba (pr)

Fonte: autor com dados da Philips e Vialuz

elevado que o do sistema tradicional.

O custo com consumo de energia elétrica para 12 anos,

utilizando a tarifa de iluminação pública B4a de R$ 0,22074/kWh,

em cada um dos sistemas de IP é mostrado na Tabela 4. O sistema

tradicional consome 194% mais energia elétrica que o sistema de

Luminária traDicionaL

Luminária a LeD

Potência (W)

70

100

150

250

400

item

1

2

3

4

5

reator (W)

14

17

25

27

40

custo (rs)

229,15

234,41

256,29

233,63

262,21

quantiDaDe (un)

60.441

23.369

11.383

19.838

16.175

custo (miL r$)

13.850,06

5.477,93

2.917,35

4.634,75

4.241,25

custo totaL (miL r$)

31.121,33

Tabela 3 – CusTo do invesTimenTo iniCial – luminária TradiCional e led

Fonte: autor

Potência (W)

28

61

61

92

123

item

1

2

3

4

5

Acréscimo de custo (mil R$)

Diferença de percentual (%)

1 – Custo da luminária Led descontado o custo da luminária tradicional equivalente

custo (r$)

667,00

1.488,00

1.488,00

1.950,00

2.412,00

custo (r$)1

605,00

1.253,59

1.231,71

1.716,37

2.149,79

quantiDaDe (un)

60.441

23.369

11.383

19.838

16.175

custo (miL r$)

36.566,81

29.295,14

14.020,55

34.049,35

34.772,85

custo totaL (miL r$)

148.704,71

148.704,71

478%

Luminária traDicionaL

Potência (W)

84

117

175

277

440

28

61

61

92

123

Luminária

traDicionaL

LeD

quantiDaDe (un)

60.441

23.369

11.383

19.838

16.175

60.441

23.369

11.383

19.838

16.175

consumo e.e. (kWh/ano)

21.475.896

11.565.552

8.426.266

23.244.383

30.104.910

7.158.632

6.029.903

2.937.155

7.720.156

8.415.691

consumo e.e.ao ano (kWh/)

94.817.006.64

32.261.537,43

Tabela 4 – Consumo e CusTo de energia eléTriCa – luminária TradiCional e led

Fonte: autor

Economia anual em 12 anos (R$)

Diferença percentual (%)

custo e.e. ano (miL r$)

20.929.906,05

7.121.411,77

13.808.494,27

194%

custo e.e 12 anos (miL r$)

251.158.872,55

85.456.941,27

165.701.931,28

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Tabela 5 – CusTo ToTal Com invesTimenTo e energia eléTriCa em 12 anos

custo inv totaL (miL r$)

31.121,33

179.826,04

custo e.e. 12 anos (miL r$)

251.158,87

85.456,94

custo totaL (miL r$)

282.280,20

265.282,98

6,02%

Luminária

Tradicional

Led

Diferença percentual

Fonte: autor

Led. Na Tabela 5 pode-se ver a soma do custo do investimento

inicial com o custo do consumo de energia elétrica. No fim do

período de 12 anos, o custo do sistema Led fica 6,02% abaixo do

custo do sistema tradicional.

A Figura 1 mostra o crescimento dos custos durante 12 anos. O

custo acumulado do sistema tradicional tem taxa de crescimento

maior que o do sistema a Led, no entanto, o investimento inicial

no sistema Led é maior. No fim dos 12 anos de utilização, os dois

sistemas têm praticamente o mesmo custo.

Dessa forma, pode-se ver que a viabilidade de um projeto

de IP com luminárias a Led está relacionada diretamente ao

custo adotado para a mão de obra de manutenção do sistema,

na taxa de desconto do juro sobre o valor investido e no tempo

de retorno esperado para o investimento.

Em Curitiba, no cenário atual, são atendidas aproximadamente

32.802 luminárias por ano, o que faz a manutenção do sistema

de iluminação atual ter período de quatro anos. O custo anual

Figura 1 – Custo total com investimento e energia elétrica em 12 anos.

para a realização da manutenção é de R$ 12,63 milhões, ou

seja, o valor pago é de R$ 385,04 por atendimento. Com o

uso de luminárias a Led, o intervalo de manutenção aumenta

devido à robustez das luminárias, reduzindo o número de

atendimentos por ano e, consequentemente, o custo com mão

de obra. A Tabela 6 mostra o tempo de vida útil e o intervalo

de manutenção das luminárias e lâmpadas tradicionais e Leds.

Alguns estudiosos consideram que as luminárias a Led não

necessitam de manutenção, fato ainda não comprovado.

Podemos observar, pela Tabela 6, que, no sistema de IP

tradicional, cada luminária passa por três manutenções no

período de 12 anos. No sistema de iluminação pública a Led,

cada luminária teria somente uma manutenção. A incerteza do

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Tabela 6 - Tempo de vida úTil e manuTenção das lâmpadas e luminárias

LâmPaDa

traDicionaL

6

4

traDicionaL

12

4

LeD

12

12

LeD

12

Indefinido

LumináriaDescrição

Vida útil (anos)

Manutenção (anos)Fonte: autor

intervalo de tempo da manutenção do sistema a Led é devido à

necessidade ou não de limpeza da luminária.

De forma acumulada, para 12 anos, o sistema de IP tradicional tem

custo de manutenção que atinge R$ 151,56 milhões, enquanto que o

sistema de IP a Led alcança R$ 50,52 milhões no mesmo período,

considerando o mesmo custo unitário das luminárias tradicionais. Para

o período considerado, o custo de manutenção anual do sistema com

Led é de R$ 4,21 milhões, proporcionando economia com mão de

obra de manutenção no valor de R$ 8,42 milhões por ano.

Análise econômica e financeira A decisão de investir capital em um projeto é parte de um processo

que envolve a geração e a avaliação de diversas alternativas que atendam

às especificações técnicas e econômicas dos investimentos. Para um

projeto ser viável deve retornar o investimento financeiro utilizado na

sua implantação. O retorno pode ser em dinheiro ou em benefícios

para uma população ou empreendedor. Quando o retorno esperado

é em dinheiro, normalmente, se espera que seja em valor superior ao

empregado no início do projeto. O retorno acontece através do fluxo de

benefícios futuros ao longo de um tempo estimado de vida útil mínimo

do projeto. O tempo de retorno depende das taxas de juros associadas

ao dinheiro inicialmente empregado para a construção e implantação

do projeto e da capacidade de lucro que conseguir alcançar.

O valor de retorno pode ser estimado por métodos de análise

de projetos que indicam a rentabilidade e o grau de risco versus

o valor de retorno e o tempo do retorno. Os diversos métodos

utilizados para avaliar projetos visam a reduzir as incertezas da

decisão aumentando a garantia do retorno do investimento com

a lucratividade mínima esperada.

Nesta análise será utilizado o método do valor presente líquido

(VPL) por ser um dos mais robustos para análise de projetos, sendo o

mais conhecido e utilizado. Este método concentra todos os valores

futuros de fluxo de caixa na data zero do projeto, possibilitando

realizar o balanço das receitas e despesas esperadas, fornecendo

dados seguros para uma tomada de decisão sobre o investimento.

A Figura 2 mostra no tempo o investimento e os fluxos de

benefícios de um projeto.

Figura 2 – Fluxo de benefícios de um projeto.

Em que In0 é o investimento inicial do projeto e FB1, FB2,

FB3, ... FBn são os fluxos de benefícios esperados ao longo do

tempo. O cálculo do VPL é dado pela equação (1).

Sendo a TMA a taxa mínima de atratividade ou taxa de

desconto e j o tempo em anos de retorno do projeto.

Pela equação pode-se observar que o VPL é igual ao valor

do investimento inicial debitado do somatório da razão dos

fluxos de benefícios esperados pela taxa de desconto ao longo

do tempo de retorno do projeto.

Se o VPL for maior que zero (0), o projeto é viável; se for

menor, o projeto não consegue retornar o valor do investimento

no período de tempo estipulado, sendo necessário maior tempo

de retorno ou menor TMA.

Análise para CuritibaTaxa mínima de atratividade (TMA)

O valor da taxa mínima de atratividade, ou taxa de desconto,

adotada nesta análise será de 12% a.a., conforme orienta o

manual para elaboração do programa de eficiência energética

da Aneel de 2008.

Investimento inicial – In0

Os investimentos necessários para implantação de luminárias

a Led na IP de Curitiba estão associados principalmente ao custo

com aquisição desse tipo de luminárias. Um projeto de iluminação

pública a Led pode ter dois objetivos: para instalação de projetos

novos e para substituição de luminárias tradicionais em uso.

Para instalações novas com luminárias Led, o acréscimo de

custo em relação às luminárias tradicionais é a diferença entre o

custo da luminária Led e a luminária tradicional, todas as demais

despesas são iguais para as duas luminárias. Para um projeto de

substituição de luminárias tradicionais existentes e em uso, os

custos são mais elevados, pois está envolvido o custo total da

luminária Led, não havendo abatimento de custo referente às

luminárias tradicionais, acrescido ainda do custo de substituição

da luminária existente para instalação da luminária Led. Esta

análise se restringe às instalações novas e/ou substituições de

luminárias tradicionais no fim de sua vida útil.

Para Curitiba, o custo do investimento inicial é de R$ 148,70

milhões de reais, diferença entre a aquisição das luminárias

tradicionais e a Leds.

Fluxo esperado de benefícios (FB)

O fluxo de benefícios é obtido por estimativas em que

prováveis valores devam ser retornados para cenários esperados.

No caso, o FB ocorre com a redução de consumo de energia

somada à redução do custo com mão de obra de manutenção. Fonte: autor

Equação (1)VPL = - IN0 +

(1 + TMA)jk=1

j FBj∑

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Para este, quanto maior o intervalo entre as manutenções, menor

o custo anual com mão de obra de manutenção e quanto menor

o intervalo de manutenção maior o custo anual com mão de obra

de manutenção, além da melhoria na qualidade da iluminação e

redução do impacto ambiental.

A Tabela 7 mostra os valores do fluxo anual de benefícios.

Com redução de consumo de energia, são R$ 13,80 milhões

economizados enquanto que a economia com mão de obra de

manutenção pode alcançar valor máximo de R$ 8,42 milhões

ou o valor mínimo de R$ 0,00 anual se não houver redução de

custo com a manutenção.

Resultados do método aplicado A Figura 3 mostra, para os dados acima, o fluxo de benefícios

para o cenário A. Pode-se observar o investimento inicial em

Leds e o fluxo de benefícios esperados em 12 anos.

O VPL anual é mostrado na Tabela 8. Como se pode ver,

o retorno do investimento acontece somente no 15º ano,

quando o VPL fica acima de zero (0). Nestas condições, com

juro de 12% a.a., as luminárias a Led são inviáveis no aspecto

econômico, pois o retorno financeiro ocorre após o término de

sua vida útil (veja Figura 4).

Caso a taxa de desconto (TMA) seja menor, com juros de

10% a.a, o VPL torna-se positivo no 12º ano, viabilizando

o investimento (Figura 5). Por outro lado, se o valor do

investimento inicial for reduzido em 10%, o retorno acontece

em 12 anos sob juros de 12% a.a. Outra forma de viabilização

para o projeto é a utilização de luminárias a Led com maior

rendimento, proporcionando maior redução de consumo de

energia (kWh) e menor custo (R$).

Figura 3 – Fluxo de benefícios para o cenário A [milhões R$].Fonte: autor

Tabela 7 – valores máximos e mínimos do fluxo de benefíCios anual

FLuxo De beneFícios anuaL

economia anuaL com manutenção LeD (r$)cenário a (1 manutenção

/ 12 anos)

13,80

8,42

22,22

cenário b (3 manutenções / 12 anos)

13,80

-

13,80

Descrição

Economia com energia (R$)

Economia com manutenção (R$)Economia anual

total (R$)Fonte: autor

Tabela 8 – vpl para Cenário a Com juros de 12% a.a.

investimento iniciaL (miL r$)temPo (ano)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Fb (miL r$)

22.228,49

22.228,49

22.228,49

22.228,49

22.228,49

22.228,49

22.228,49

22.228,49

22.228,49

22.228,49

22.228,49

22.228,49

22.228,49

22.228,49

22.228,49

vPL (miL r$)

-128.857,84

-111.137,42

-95.315,61

-81.189,00

-68.575,96

-57.314,31

-47.259,27

-38.281,55

-30.265,74

-23.108,76

-16.718,59

-11.013,09

-5.918,90

-1.370,51

2.690,56

métoDo Do vaLor Presente LíquiDo

Fonte: autor

- 148.704,71

TMA (% a.a.) 12,00%

Figura 4 – Investimento inicial e fluxo de benefícios.

Figura 5 – Variação da TMA x tempo de retorno.

Fonte: autor

Os custos das luminárias a Leds têm reduzido 20% ao ano,

assim como ocorre o aumento do seu rendimento luminoso em

49Apo

io

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para o e-mail [email protected]

*RoBeRTo SAleS é professor de eletricidade no Instituto Federal de educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina.

35% ao ano. Em poucos anos, o custo com investimento inicial

não será fator impeditivo para o uso destas luminárias.

Conclusão As luminárias públicas a Leds trazem melhorias técnicas e

maior eficiência energética para a área da iluminação pública,

onde as lâmpadas VSAP reinavam sozinhas como as de melhor

custo benefício. Para utilizá-las na IP, visando ao retorno

financeiro do investimento, são necessários estudos de custo-

benefício, incluindo como fator de viabilidade a redução no

custo da manutenção. Os benefícios alcançados, no entanto,

vão além da economia de energia, pois melhoram a qualidade

de iluminação, reduzem a emissão de CO2 para a atmosfera,

não possuem produtos tóxicos na sua composição e não

impactam a vida noturna dos insetos.

Referências• PAVARIN, G. Iluminação de Led invade ruas americanas. Info

Online. Março de 2009.

• TECHNOSOL. Tairis – Luz inteligente com tecnologia aplicada

em iluminação a Led presente em mais um projeto, balanças do

DER. Technosol. 2010.

• BLUESPAN. Iluminação pública a Led, um novo conceito,

Junho 2009.

• ALFALUM. Como selecionar e comparar luminárias LEDs para

aplicações de iluminação exterior. Associação espanhola de

fabricantes de iluminação. ANIMEE. Janeiro 2010.

• Sales, R.P. Led, o novo paradigma da iluminação pública.

Dissertação de mestrado. Prodetec, 2011.

• ELETROBRAS. Procel 2010.

• LOPES, S.B. Eficiência energética em sistemas de iluminação

pública. Dissertação de mestrado, USP, 2002.

• SMOP. Departamento de Iluminação Pública da Secretaria

Municipal de Obras Públicas de Curitiba. 2010.

• Alberti, E.L. Métodos de avaliação de projetos. Prodetec,

2010.

• PACIFIC GÁS AND ELECTRIC COMPANY – PG&E.

Demonstration Assessment of Light Emitting Diode (LED) Street

Lighting - Host Site: City of Oakland, California. PG&E, 2008.